Borrelia burgdorferi proteīna BBK13 strukturālie un funkcionālie pētījumi.

Abstract

Laimborelioze ir Ixodes spp. ērču pārnēsāta infekcija, ko izraisa patogēnās Borrelia burgdorferi sensu lato kompleksam piederošās spirohetas, kas var iekļūt cilvēka organismā pēc inficētas Ixodes spp. ērces koduma. Laimborelioze pašlaik tiek uzskatīta par visizplatītāko vektora pārnēsātu infekcijas slimību ASV, daļā Eiropas un Āzijā. Tipiski laimboreliozes simptomi ir drudzis, galvassāpes, nogurums un raksturīgi ādas izsitumi – migrējošā eritēma. Ja infekcija netiek ārstēta, tad tā var skart locītavas, sirdi un nervu sistēmu. B. burgdorferi genoms kodē daudzus membrānas proteīnus jeb lipoproteīnus. No tiem daudzi atrodas uz B. burgdorferi virsmas, bet ir arī tādi, kas atrodas periplazmā. Proteīnu pētījumi ir nozīmīgi, lai noskaidrotu B. burgdorferi infekcijas molekulāros mehānismus, kas tālāk ļautu izstrādāt jaunus ārstniecības līdzekļus Laima slimībai. Pētījumā tika veikta uz virsmas neeksponēta membrānas proteīna BBK13 strukturālie un funkcionālie eksperimenti. BBK13 strukturālajiem pētījumiem tika izmantota proteīna klonēšana, ekspresija, rekombinantā proteīna attīrīšana, proteīna kristalizācija un rentgenstaru kristalogrāfija. Lai gan iegūtā diffrakcijas izšķirtspēja bija pārāk maza, lai noteiktu proteīna BBK13 3D struktūru, tika analizēts ar mākslīgās inteliģences programmu iegūts proteīna BBK13 struktūras modelis, kas uzrāda strukturālu homoloģiju ar proteīnu Brucella BP26. Ir zināms, ka BBK13 proteīns ir būtisks B. burgdorferi infekcijai, taču precīza tā funkcija nav noskaidrota. Atslēgas vārdi: laimborelioze, Borrelia burgdorferi, BBK13, proteīnu kristalizācija, rentgenstaru kristalogrāfija.

Lyme disease is a Ixodes spp. tick-borne infection caused by pathogenic Borrelia burgdorferi sensu lato complex spirochetes, which can enter the human body after infected Ixodes spp. tick bite. Lyme borreliosis is currently considered the most common vector-borne infectious disease in the United States, parts of Europe, and Asia. Typical symptoms of Lyme borreliosis are fever, headache, fatigue and characteristic skin rash - erythema migrans. If the infection is not treated, it can spread to the joints, heart and nervous system. The B. burgdorferi genome encodes many membrane proteins, also known as lipoproteins. Most of these proteins are located found on the surface of B. burgdorferi, but there are also some located in the periplasm. Protein studies are important for elucidating the molecular mechanisms of B. burgdorferi infection, which will further allow to develope new treatments for Lyme disease. In the study, structural and functional experiments of a non-surface exposed protein membrane protein BBK13 were performed. Protein cloning, expression, recombinant protein purification, protein crystallization and X-ray crystallography were used for structural studies of BBK13. Although the obtained diffraction resolution was too low to solve 3D structure of the protein, a a model, predicted by the artifical inteligence tool of BBK13 has been obtained of BBK13 has been obtained, that demonstrates structural homology with Brucella BP26. The BBK13 protein is known to be essential for B. burgdorferi infection, but its exact function has not been elucidated.